研究開発された技術紹介

プラスチック部品には、用途によってガスシール性や強度、精度、工程集約といった機能が要求されている。本研究では、ボールペンのインクタンクや、建築用ボンドのカートリッジ容器、ならびにプリンター用の感光ロールといった川下産業の個々の要求について、九州工業大学の樹脂流動制御技術を活用した金型を開発することで課題を解決し、販売力強化やコストの削減、ならびに資源回収といった環境問題等に寄与する

射出成形において、射出充填時に金型コアを回し、樹脂の流動を制御する技術。
別の工程を必要とせず、また、成形サイクル時間に影響せず、プラスチック部品へ機能性を付与する事ができる。
樹脂流動制御金型により、プラスチック部品のガスシール性、形状精度を向上
・ガスバリア性能の向上→インクタンク:従来の1.5倍、カートリッジ容器:水蒸気バリア性1g/pkg･atm･24H以下、酸素バリア性が0.1cc/pkg･atm･24H以下
・長尺パイプ→真直度が0.1mm以下
(新技術)
＜樹脂流動制御技術(射出成形＋配向制御)＞
特徴
・分子を配向させることによりガスシール性を高めるなど、特別な工程の追加など無しに機能性を付加
・樹脂の流れを制御して形状精度が高い

・型締め力280トンの大型の樹脂流動制御成形システムを開発
‐280トンの出成形機を中心とする大型の樹脂流動制御成形システムを開発
‐直径が60mmや、長さが250mmといったこれまでにない大物成形品における樹脂流動制御を行う事が可能に
・樹脂流動制御成形システムにより、ガスバリア性、形状精度の向上を確認
‐上記システムを使ったガスバリア性の実現では、インクタンク試作サンプルにおいて樹脂流動制御によってガスバリア性が向上
‐上記システムを使った長尺精密成形の実現では、真円度において、樹脂流動制御の有無で形状精度が向上することを確認
・水性顔料ボールペン、カートリッジ、プリンタ用ロールの金型を試作
‐水性顔料ボールペンインクタンク金型では、PP樹脂においてガスバリア性が改善
‐コーキングガンのカートリッジ容器は、インナー金型・アウター金型を試作、条件設定によって金型の回転部分の強度が不足するため、回転コアの強度向上が必要
‐プリンタ用感光ロールは、長さ300mmにおいても樹脂流動制御金型の適用可能性があり、形状精度の向上を確認
・樹脂流動制御による形状精度の向上の例
〜パイプ状の成形品が、樹脂流動制御を用いて成形する事によって歪みが低減される〜

出展:2012精密工学会秋季大会

開発した樹脂流動制御金型を用いることによって、
樹脂ベアリング・ハウジングの強度ならびに精度UP
樹脂パイプロッドの強度ならびに精度UP
などが行える。

・H26年度の実用化に向け、補完研究を継続
・成形品サンプルあり
・金型の販売実績あり

・耐久性・長寿命化向上→水性ボールペンのインクタンク内水分の減量が現行品の1.5倍(予定)なり、長寿命化
・環境負荷削減→カートリッジ容器の水蒸気バリア性:1g/pkg・atm・24H、酸素バリア性:0.1cc/pkg・atm・24Hを達成し、プラスチック化による再資源化が可能に

H26年度の実用化を目指し、補完研究を実施
・ガスバリ性に関しては目標を達成していないため、引き続き補完研究を実施中
・一部サンプルは、川下産業へ提供し、評価検討中
・樹脂流動制御技術による成形の例として取り上げた3つの製品について、H26年度の実用化を目指す
・それ以外に本技術を使った様々な成形加工の引き合いがあり、既に試作金型の製造販売を開始している物もある

効果がリングや円筒形状のものに限られるため、アイテムとの適応が課題。